CN109126768A - 柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂及其制备方法。该整体式催化剂包括纤维载体以及嵌入在所述纤维载体内部且在所述纤维载体的表面上均匀分布的钒钨钛氧化物催化剂层，其中所述纤维载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到，其中按所述钒钨钛氧化物催化剂层的质量百分比计，所述钒钨钛氧化物催化剂层包括0.6wt％‑7wt％的V2O5、2.4wt％‑15wt％的WO3和68wt％‑97wt％的TiO2复合氧化物。本发明的整体式催化剂主要用于消除柴油车排气中的NOx，对NOx转化率高，操作温度窗口宽，具有优异的抗水、抗硫和热稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化剂及其制备方法，具体涉及一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂及其制备方法。
背景技术
排入大气环境中的氮氧化物(NOx)主要源自固定源和移动源，2015年全国机动车排放的NOx为584.9万吨，其中，柴油车排放的NOx为372万吨，占机动车排放总量的70％。机动车的NOx排放控制是大气污染控制领域的重点，选择性催化还原(SCR)是当前主要的技术手段，具有去除效率高、成本低、碳减排等特点。
SCR技术的核心是SCR催化剂，催化剂的组成、结构和形式对净化系统的性能有决定性影响。专利CN106719323A公开了一种钒钨钛氧化物催化剂，主要针对柴油车尾气的NOx排放控制，主要采用沉淀法制备催化剂，将钒源、钨源、钛源、特定的助剂和溶剂混合，加入缓释沉淀剂，得到催化剂前驱体沉淀，然后在一定温度下对前驱体沉淀进行热处理得到钒钨钛氧化物催化剂。所得催化剂为粉末状，没有涉及大比表面整体式载体的涂覆，且制备过程复杂。专利CN 101961664A公开了一种柴油车尾气净化用一体化钒钨钛蜂窝催化剂，其是将氧化钒、氧化钨和氧化钛及稀土氧化物的粉末，与粘结剂混合、处理后涂覆在堇青石载体上，在载体表面附着一定的催化剂层。但活性组分的组分分散度低，且载体密度大，使得反应器重量增大，对承重和抗冲击性能有一定要求。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂及其制备方法。所述催化剂主要用于消除柴油车排气中的NOx，整体式催化剂对NOx转化率高，操作温度窗口宽，具有优异的抗水、抗硫和热稳定性。具体地，柴油车用钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂以耐火纤维为纤维载体，该纤维载体具有高比表面积，堆积密度低，强度高等优点；将钒钨钛氧化物活性层负载到纤维载体，所制备的整体式催化剂有助于增加催化剂的有效反应表面积，保持优异的NOx催化活性和稳定性，并且适用于含水、含硫复杂工况；根据使用工况，催化剂可以设计成不同规格尺寸的模块；而且催化剂的制备工艺简单，方便加工、组装。
本发明提供一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，包括纤维载体以及嵌入在所述纤维载体内部且在所述纤维载体的表面上均匀分布的钒钨钛氧化物催化剂层，其中所述纤维载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到，其中按所述钒钨钛氧化物催化剂层的质量百分比计，所述钒钨钛氧化物催化剂层包括0.6wt％-7wt％的V2O5、2.4wt％-15wt％的WO3和68wt％-97wt％的TiO2复合氧化物。
进一步地，所述平面状的耐火纤维纸的材质为耐高温纤维，所述耐高温纤维包括陶瓷纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维、石英纤维和莫来石纤维中的一种或任意几种；所述TiO2复合氧化物为(70-100)wt％TiO2-(0-15)wt％WO3-(0-15)wt％SiO2，其中TiO2的含量不为100wt％，且WO3和SiO2的含量不同时为零。
其中TiO2复合氧化物中的SiO2或者WO3可以起到稳定TiO2的晶向、控制TiO2的粒径、防止TiO2的孔道坍塌、锚固活性中心，抑制活性粒子迁移和聚集以及提高所得到的整体式催化剂热稳定性的作用。
进一步地，所述纤维载体的密度为80-120g/L，且所述钒钨钛氧化物催化剂层的涂覆量为150-350g/L。
本发明还提供一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：制备涂覆浆液和纤维载体，其中配置一定质量分数的草酸溶液，先加入钒源，待所述钒源溶解后加入钨源，在搅拌至所述钨源完全溶解后最后加入钛源搅拌混合形成反应溶液，升高所述反应溶液的温度，搅拌并进行反应，然后添加助剂得到涂覆浆液，再调节所述涂覆浆液的pH值和固含量；
在步骤S1中，因为所述钒源不太易溶解，所以先加入所述钒源；
步骤S2：将所述涂覆浆液通过真空涂覆机涂覆在纤维载体上，保持1-10min，并真空吹扫、热风干燥，重复涂覆-吹扫-热风干燥至设计的涂覆量；
步骤S3：将涂有所述涂覆浆液的所述纤维载体经干燥后进行焙烧，得到柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂。
进一步地，所述步骤S1种制备纤维载体具体包括以下步骤：将包括波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸粘结复合在一起，从而制得催化剂单元的载体，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸和所述平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而形成供所述涂覆浆液和气流通过的孔道，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到。
进一步地，所述步骤S1中所述钒源选自钒的氧化物、无机盐和有机盐中的一种或多种的组合；所述钨源选自钨的氧化物、无机盐和有机盐中的一种或多种的组合；所述钛源选自含钛-钨氧化物、含钛-钨-硅氧化物、含钛-硅氧化物中的一种或多种的组合；且所述步骤S1中所述草酸溶液中的草酸与所述钒源中的钒的摩尔比为1-5。
进一步地，所述钒源选自偏钒酸铵、草酸氧钒和硫酸氧钒中的一种或者多种的组合；且所述钨源选自偏钨酸铵、氧化钨和钨酸铵中的一种或多种的组合。
进一步地，所述步骤S1中所述反应溶液的温度升高至40-90℃，优选50-70℃；所述反应的时间为2-8h，优选3-6h；所述涂覆浆液的pH值调节到1-5，优选2-3；所述涂覆浆液的固含量调节到20-50wt％，优选25-45wt％。
进一步地，所述的助剂包括第一助剂和第二助剂；所述第一助剂选自羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、聚氨酯、聚丙烯酸树脂和有机硅油中的一种或者多种的组合；所述第二助剂选自氧化铝粉、硅铝粉和黏土粉中的一种或者多种的组合。
进一步地，在所述步骤S2中，所述热风干燥的温度为80-200℃，优选100-180℃，所述钒钨钛氧化物催化剂层的涂覆量为80-350g/L，优选150-300g/L；在所述步骤S3中，所述焙烧的温度为300-750℃，优选400-650℃，所述焙烧时间为0.5-6h，优选1-4h。
附图说明
图1为本发明柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的局部剖面概略图。
图2为本发明柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非限定本发明的范围。
参照图1，所述低柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂包括纤维载体以及嵌入所述纤维载体内部且在所述纤维载体的表面上均匀分布的钒钨钛氧化物催化剂层201，其中所述载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸202和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸202由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到。
图2为本发明柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的示意图，其中的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂通过其中内部嵌入有钒钨钛氧化物催化剂层10且表面上均匀分布有钒钨钛氧化物催化剂层10的纤维载体20卷绕制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备步骤中，加入粘结剂和助剂，通过粘结剂、助剂之间的吸附、配位作用与钛源粉末相结合，同时提高溶液中的钒源、钨源的高度分散，并锚固到钛源粉末结构中；在干燥和焙烧过程中，活性组分不发生迁移、团聚，保证活性组分的高度、均匀分散，提高催化剂的SCR活性。
本发明的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备步骤中，加入增稠剂和助剂，对催化剂浆液有很强的均质效果，提高浆液流动性，浆液均匀、稳定，且不分层，一次涂覆量高于常规方法，减少多次涂覆-干燥引起的能耗、生产成本升高，同时有助于维持纤维载体结构的完整性。
本发明的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂，加入钨源可以有效抑制钛源在高温条件下的相变，提高耐高温性能，增加催化剂层的化学稳定性。
纤维载体具有高比表面积，强度高，可设计不同尺寸规模，更易组装，整体式催化剂后期更换、维护成本低。
本发明制备的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，采用一部分制备浆液并进行涂覆，通过调整浆液参数，以保证活性组分均匀、且高度分散在催化剂涂层，有利于催化反应的快速进行。该方法工序简单、生产周期短、能耗低，大大降低了生产成本。
为了更好地说明本发明柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，现提供以下实施例：
实施例1
柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，按质量分数V2O5＝0.6wt％，WO3＝2.4wt％，TiO2-SiO2＝97wt％，制备催化剂浆液，浆液均匀涂覆在纤维载体上，制备方法包括如下步骤：
1)将0.9重量份草酸溶于去离子水得到草酸溶液，加入0.8重量份的偏钒酸铵溶于草酸溶液(草酸与偏钒酸铵摩尔比为1.5)，加入2.5重量份偏钨酸铵搅拌溶解，然后加入97重量份TiO2-SiO2(95wt％TiO2-5wt％SiO2)复合氧化物搅拌混合均匀形成浆液，升高反应温度至60℃，搅拌反应4.0h；
2)加入0.8重量份甲基纤维素钠、1.0重量份聚氨酯、0.8重量份聚丙烯酸树脂和10重量份硅铝粉混合得到浆液，调节浆液的pH＝3，固含量30wt％；
3)采用浸渍-真空法将浆液涂覆在纤维载体上，涂覆、真空吹扫后再80℃热风中干燥60min，450℃空气气氛中焙烧2h，催化剂涂覆量为150g/L，得到整体式催化剂V0.6W2.4T。
实施例2
柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，按质量分数V2O5＝3wt％，WO3＝5wt％，TiO2-WO3-SiO2＝92wt％，制备催化剂浆液，浆液均匀涂覆在纤维载体上，制备方法包括如下步骤：
1)将4.4重量份草酸溶于去离子水得到草酸溶液，加入3.4重量份的偏钒酸铵溶于草酸溶液(草酸与偏钒酸铵摩尔比为1.7)，加入4.7重量份偏钨酸铵搅拌溶解，然后加入92重量份TiO2复合氧化物(90wt％TiO2-5wt％WO3-5wt％SiO2)搅拌混合均匀形成浆液，升高反应温度至70℃，搅拌反应4.0h；
2)加入1.0重量份聚乙烯醇、1.5重量份聚氨酯、1.2重量份聚丙烯酸树脂和8重量份氧化铝混合得到浆液，调节浆液的pH＝3，固含量35wt％；
3)采用浸渍-真空法将浆液涂覆在纤维载体上，涂覆、真空吹扫后再110℃热风中干燥40min，500℃空气气氛中焙烧4h，催化剂涂覆量为250g/L，得到整体式催化剂V3W10T。
实施例3
柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，按质量分数V2O5＝7wt％，WO3＝10wt％，TiO2-WO3-SiO2＝83wt％，制备催化剂浆液，浆液均匀涂覆在纤维载体上，制备方法包括如下步骤：
1)将17.3重量份草酸溶于去离子水得到草酸溶液，加入7.5重量份的偏钒酸铵溶于草酸溶液(草酸与偏钒酸铵摩尔比为3)，加入8.9重量份偏钨酸铵搅拌溶解，然后加入83重量份TiO2复合氧化物(85wt％TiO2-5wt％WO3-10wt％SiO2)搅拌混合均匀形成浆液，升高反应温度至80℃，搅拌反应4.0h；2)加入0.7重量羟丙基甲基纤维素、2重量份聚氨酯、1.5重量份聚丙烯酸树脂和15重量份硅溶胶混合得到浆液，调节浆液的pH＝4，固含量38wt％；
3)采用浸渍-真空法将浆液涂覆在纤维载体上，涂覆、真空吹扫后再120℃热风中干燥40min，600℃空气气氛中焙烧4h，催化剂涂覆量为280g/L，得到整体式催化剂V7W15T。
实施例4
柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，按质量分数V2O5＝3wt％，WO3＝2.4wt％，TiO2-WO3＝94.6wt％，制备催化剂浆液，浆液均匀涂覆在纤维载体上，制备方法包括如下步骤：
1)将4.8重量份草酸溶于去离子水得到草酸溶液，加入3.7重量份的偏钒酸铵溶于草酸溶液(草酸与偏钒酸铵摩尔比为1.7)，加入2.4重量份偏钨酸铵搅拌溶解，然后加入94.6重量份TiO2复合氧化物(90wt％TiO2-10wt％WO3)搅拌混合均匀形成浆液，升高反应温度至70℃，搅拌反应4.0h；
2)加入1.0重量聚乙烯醇、1.0重量份聚氨酯、1.2重量份聚丙烯酸树脂和15重量份铝溶胶混合得到浆液，调节浆液的pH＝3，固含量35wt％；
3)采用浸渍-真空法将浆液涂覆在纤维载体上，涂覆、真空吹扫后再110℃热风中干燥30min，500℃空气气氛中焙烧4h，催化剂涂覆量为250g/L，得到整体式催化剂V3W12.4T。
实施例5
柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，按质量分数V2O5＝3wt％，WO3＝7.5wt％，TiO2-WO3-SiO2＝89.5wt％，制备催化剂浆液，浆液均匀涂覆在纤维载体上，制备方法包括如下步骤：
1)将4.5重量份草酸溶于去离子水得到草酸溶液，加入3.5重量份的偏钒酸铵溶于草酸溶液(草酸与偏钒酸铵摩尔比为1.7)，加入7.2重量份偏钨酸铵搅拌溶解，然后加入89.5重量份TiO2复合氧化物(90wt％TiO2-5wt％WO3-5wt％SiO2)搅拌混合均匀形成浆液，升高反应温度至70℃，搅拌反应4.0h；
2)加入1.0重量聚乙烯醇、1.2重量份聚氨酯、1.0重量份聚丙烯酸树脂和15重量份铝溶胶混合得到浆液，调节浆液的pH＝3，固含量35wt％；
3)采用浸渍-真空法将浆液涂覆在纤维载体上，涂覆、真空吹扫后再110℃热风中干燥30min，500℃空气气氛中焙烧4h，催化剂涂覆量为250g/L，得到整体式催化剂V3W15T。
对比例1
柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，按质量分数V2O5＝3wt％，WO3＝10wt％，TiO2＝87wt％，制备催化剂浆液，浆液均匀涂覆在纤维载体上，制备方法包括如下步骤：
1)将10.3重量份草酸溶于去离子水得到草酸溶液，加入3重量份的五氧化二钒溶于草酸溶液，加入10重量份三氧化钨搅拌溶解，然后加入87重量份TiO2搅拌混合均匀形成浆液，升高反应温度至70℃，搅拌反应4.0h；
2)加入1.0重量聚乙烯醇、1.2重量份聚氨酯、1.0重量份聚丙烯酸树脂和15重量份铝溶胶混合得到浆液，调节浆液的pH＝3，固含量35wt％；
3)采用浸渍-真空法将浆液涂覆在纤维载体上，涂覆、真空吹扫后再110℃热风中干燥30min，500℃空气气氛中焙烧4h，催化剂涂覆量为250g/L，得到整体式催化剂V3W10T-R。
对比例2
柴油车用钒钨钛氧化物负载堇青石的整体式催化剂，按质量分数V2O5＝3wt％，WO3＝5wt％，TiO2-WO3-SiO2＝92wt％，制备催化剂浆液，浆液均匀涂覆在堇青石上，制备方法包括如下步骤：
1)将4.4重量份草酸溶于去离子水得到草酸溶液，加入3.4重量份的偏钒酸铵溶于草酸溶液(草酸与偏钒酸铵摩尔比为1.7)，加入4.7重量份偏钨酸铵搅拌溶解，然后加入92重量份TiO2复合氧化物(90wt％TiO2-5wt％WO3-5wt％SiO2)搅拌混合均匀形成浆液，升高反应温度至70℃，搅拌反应4.0h；
2)加入1.0重量聚乙烯醇、1.2重量份聚氨酯、1.0重量份聚丙烯酸树脂和15重量份铝溶胶混合得到浆液，调节浆液的pH＝3，固含量35wt％；
3)采用浸渍-真空法将浆液涂覆在堇青石上，涂覆、真空吹扫后再110℃热风中干燥30min，500℃空气气氛中焙烧4h，催化剂涂覆量为250g/L，得到整体式催化剂V3W10T-S。
应用例1
实施例、对比例制备的整体式催化剂切割取样，在固定床反应器上评价催化剂样品的NH3选择NOx的SCR活性，样品直径17mm，高度35mm，体积V＝8.1mL。
反应气组成[NO]＝[NH3]＝747ppm，[O2]＝6％，N2平衡，SV＝10,000h-1，用Thermo42i-HL分析仪测定反应器入口、出口NOx浓度，实施例、对比例所制备催化剂不同温度对NOx转化率如表1所示。
表1不同样品的NH3-SCR催化活性
表1所述，实施例1-5制备的钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂在250-400℃具有较高的NH3-SCR活性。
实施例2与对比例2可知，采用堇青石作为载体制备钒钨钛氧化物整体式催化剂，活性低于纤维载体制备的整体式催化剂，纤维载体可提供更高的比表面积和更多的活性中心。本发明所提供的钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂具有非常优异的催化活性。
应用例2
实施例2、对比例1、2制备的整体式催化剂切割取样，在固定床反应器上评价催化剂样品的NH3选择NOx的SCR活性，样品直径17mm，高度35mm，体积V＝8.1mL。
反应气组成[NO]＝[NH3]＝747ppm，[O2]＝6％，N2平衡，SV＝10,000h-1，用Thermo42i-HL分析仪测定反应器入口、出口NOx浓度，催化剂活性在250℃下的稳定性如表2所示。
表2不同样品的NH3-SCR稳定性
表2所示，实施例2和对比例1制备的钒钨钛氧化物负载纤维催化剂，对比例2制备的钒钨钛氧化物负载堇青石在250℃温度下的稳定性较高，实施例2的催化剂运行120h对NOx的转化率依旧保持在100％。
对比例1的催化剂，活性组分分散性差，催化剂稳定性较低，运行72h后出现明显活性降低趋势，120h后的NOx转化率为80％。
实施例2和对比例2，采用堇青石作为载体制备钒钨钛氧化物整体式催化剂，虽然可以保持较好的稳定性，但是由于其比表面积小，其活性也会随着时间出现一定的下降。本发明所提供的钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂具有优异的稳定性。
应用例3
实施例2、对比例2制备的整体式催化剂切割取样，在固定床反应器上评价催化剂样品的NH3选择NOx的SCR活性，样品直径17mm，高度35mm，体积V＝8.1mL。
反应气组成[NO]＝[NH3]＝747ppm，[O2]＝6％，[H2O]＝1000ppm，N2平衡，SV＝10,000h-1，用Thermo 42i-HL分析仪测定反应器入口、出口NOx浓度，催化剂活性在250℃下的稳定性如表3所示。
表3不同样品的NH3-SCR稳定性
实施例2制备的钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂，对比例2制备的钒钨钛氧化物负载堇青石催化剂，在250℃温度下且含H2O气氛的稳定性较高，实施例2在120h后其催化活性依旧保持在100％，没有明显的失活。堇青石作为载体制备的催化剂，活性随着时间的增加出现下降，出现失活现象。本发明所提供的钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂具有非常优异的抗水性能。
应用例4
实施例2、对比例2制备的整体式催化剂切割取样，在固定床反应器上评价催化剂样品的NH3选择NOx的SCR活性，样品直径17mm，高度35mm，体积V＝8.1mL。
反应气组成[NO]＝[NH3]＝747ppm，[O2]＝6％，[SO2]＝100ppm，N2平衡，SV＝10,000h-1，用Thermo 42i-HL分析仪测定反应器入口、出口NOx浓度，催化剂活性在250℃下的稳定性如表4所示。
表4不同样品的NH3-SCR稳定性
实施例2制备的钒钨钛氧化物负载纤维催化剂，在250℃温度下且含SO2 100ppm气氛的稳定性较高，其中实施例2在120h后其催化活性依旧保持在100％，没有明显的失活现象；堇青石作为载体制备的催化剂，其活性随着时间的增加出现下降，出现失活现象，SO2对催化剂的催化活性有明显的抑制作用。本发明所提供的钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂具有非常优异的抗SO2性能。
应用例4
实施例2、对比例2制备的整体式催化剂切割取样，在固定床反应器上评价催化剂样品的NH3选择NOx的SCR活性，样品直径17mm，高度35mm，体积V＝8.1mL。
反应气组成[NO]＝[NH3]＝747ppm，[O2]＝6％，[H2O]＝1000ppm，[SO2]＝100ppm，N2平衡，SV＝10,000h-1，用Thermo 42i-HL分析仪测定反应器入口、出口NOx浓度，催化剂活性在250℃下的稳定性如表5所示。
表5不同样品的NH3-SCR稳定性
实施例2、对比例2制备的催化剂在250℃下且含SO2 100ppm和H2O 1000ppm气氛下出现活性降低趋势；但对比例2堇青石载体制备催化剂，其活性随着时间的增加出现大幅下降，失活更严重。实施例2制备的钒钨钛氧化物负载纤维的催化剂，稳定性更高，运行120h后催化活性依旧保持在95％。本发明所提供的钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂具有非常优异的抗抗H2O和SO2中毒性能。
本发明提供的方法制备的钒钨钛氧化物负载纤维整体式催化剂有非常优异的催化活性、稳定性，而且具有优异的抗水、抗硫性能，非常适用于NOx脱除催化反应。
上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，其特征在于，包括纤维载体以及嵌入在所述纤维载体内部且在所述纤维载体的表面上均匀分布的钒钨钛氧化物催化剂层，其中所述纤维载体由波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而成，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到，其中按所述钒钨钛氧化物催化剂层的质量百分比计，所述钒钨钛氧化物催化剂层包括0.6wt％-7wt％的V2O5、2.4wt％-15wt％的WO3和68wt％-97wt％的TiO2复合氧化物。
2.如权利要求1所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，其特征在于，所述平面状的耐火纤维纸的材质为耐高温纤维，所述耐高温纤维包括陶瓷纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维、石英纤维和莫来石纤维中的一种或任意几种；所述TiO2复合氧化物为(70-100)wt％TiO2-(0-15)wt％WO3-(0-15)wt％SiO2，其中TiO2的含量不为100wt％，且WO3和SiO2的含量不同时为零。
3.如权利要求1所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂，其特征在于，所述纤维载体的密度为80-120g/L，且所述钒钨钛氧化物催化剂层的涂覆量为150-350g/L。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：制备涂覆浆液和纤维载体，其中配置一定质量分数的草酸溶液，先加入钒源，待所述钒源溶解后加入钨源，在搅拌至所述钨源完全溶解后最后加入钛源搅拌混合形成反应溶液，升高所述反应溶液的温度，搅拌并进行反应，然后添加助剂得到涂覆浆液，再调节所述涂覆浆液的pH值和固含量；
步骤S2：将所述涂覆浆液通过真空涂覆机涂覆在纤维载体上，保持1-10min，并真空吹扫、热风干燥，重复涂覆-吹扫-热风干燥至设计的涂覆量；
步骤S3：将涂有所述涂覆浆液的所述纤维载体经干燥后进行焙烧，得到柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂。
5.如权利要求4所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1种制备纤维载体具体包括以下步骤：将包括波纹状的瓦楞耐火纤维纸和平面状的耐火纤维纸粘结复合在一起，从而制得催化剂单元的载体，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸和所述平面状的耐火纤维纸相互粘结复合而形成供所述涂覆浆液和气流通过的孔道，其中所述波纹状的瓦楞耐火纤维纸由所述平面状的耐火纤维纸加工而得到。
6.如权利要求4所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述钒源选自钒的氧化物、无机盐和有机盐中的一种或多种的组合；所述钨源选自钨的氧化物、无机盐和有机盐中的一种或多种的组合；所述钛源选自含钛-钨氧化物、含钛-钨-硅氧化物、含钛-硅氧化物中的一种或多种的组合；且所述步骤S1中所述草酸溶液中的草酸与所述钒源中的钒的摩尔比为1-5。
7.根据权利要求6所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述钒源选自偏钒酸铵、草酸氧钒和硫酸氧钒中的一种或者多种的组合；且所述钨源选自偏钨酸铵、氧化钨和钨酸铵中的一种或多种的组合。
8.如权利要求4所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述反应溶液的温度升高至40-90℃；所述反应的时间为2-8h；所述涂覆浆液的pH值调节到1-5；所述涂覆浆液的固含量调节到20-50wt％。
9.如权利要求4所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述的助剂包括第一助剂和第二助剂；所述第一助剂选自羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、聚氨酯、聚丙烯酸树脂和有机硅油中的一种或者多种的组合；所述第二助剂选自氧化铝粉、硅铝粉和黏土粉中的一种或者多种的组合。
10.如权利要求4所述的柴油车用钒钨钛氧化物负载纤维的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述热风干燥的温度为80-200℃，所述钒钨钛氧化物催化剂层的涂覆量为80-350g/L；在所述步骤S3中，所述焙烧的温度为300-750℃，所述焙烧时间为0.5-6h。
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